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Origen de la teoria atómica
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Origen de la teoria atómica

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  • 1. Instituto Universitario Politécnico
    “Santiago Mariño” – Extensión Valencia
    Sistema de Aprendizaje Interactivo a Distancia
    Asignatura: Química General
    Origen de la Teoría Atómica
    Profesor:
    Ing. Susana Martínez C.
  • 2. Introducción
    Cada sustancia del universo, las piedras, el mar, nosotros mismos, los planetas y hasta las estrellas más lejanas, están enteramente formadas por pequeñas partículas llamadas átomos. Son tan pequeñas que no es posible fotografiarlas, para hacernos una idea de su tamaño, un punto de esta línea puede contener dos mil millones de átomos.
     
    Estas pequeñas partículas son estudiadas por la química, ciencia que surgió en la edad media y que estudia la materia; pero si nos adentramos en la materia nos damos cuenta de que está formada por átomos. Para comprender estos átomos a lo largo de la historia diferentes científicos han enunciado una serie de teorías que nos ayudan a comprender la complejidad de estas partículas. Estas teorías significan el asentamiento de la química moderna.
     
    Actualmente el objetivo de la química es cooperar a la interpretación de la composición, propiedades, estructura y transformaciones del universo, pero para hacer todo esto hemos de empezar de lo más simple y eso son los átomos, que hoy conocemos gracias a esas teorías enunciadas a lo largo de la historia. Estas teorías que tanto significan para la química es lo que vamos a estudiar en este tema.
    Prof. Susana Martínez C.
  • 3. Postulados de Dalton
    La teoría atómica tuvo su origen en el siglo V A.C., con el filósofo griego Demócrito, el cual expresó que toda la materia estaba formada por partículas indivisibles muy pequeñas a las que llamó átomos. Sin embargo no fue hasta 1808 que el científico ingles John Dalton formuló una definición precisa de los indivisibles componentes estructurales de la materia llamados átomos.
     
    Las hipótesis en las que Dalton basó su teoría atómica son los llamados "Postulados de Dalton", los cuales se resumen como:
    “Los elementos están formados por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos. Todos los átomos de un elemento dado son idénticos en tamaño, masa y propiedades químicas. Los átomos de un elemento difieren de los átomos de todos los demás elementos”
    Prof. Susana Martínez C.
  • 4. Postulados de Dalton
    “Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En cualquier compuesto, la relación entre el número de átomos de cualquier par de elementos presentes es un número entero”
    “Una reacción química implica sólo una separación, combinación o redisposición de átomos; estos no se crean ni se destruyen”
    Prof. Susana Martínez C.
  • 5. Postulados de Dalton
    De la teoría atómica de Dalton se pueden obtener las siguientes definiciones y conclusiones:
    • Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades.
    • 6. Un elemento es una sustancia pura que está formada por átomos iguales. Elementos distintos estarán conformados por átomos diferentes.
    • 7. Un compuesto es una sustancia que está formada por átomos distintos combinados en una relación numérica sencilla y constante.
    • 8. En una reacción química ocurre una transformación de la materia, desde sustancias iniciales (reactivos) hasta sustancias finales (productos) que poseen características y propiedades diferentes a las iniciales, durante este proceso los átomos sólo se transforman, jamás se destruyen, por tanto los átomos presentes en el inicio de la reacción serán los mismos que al final sólo que combinados de otra forma.
    Prof. Susana Martínez C.
  • 9. Partículas Subatómicas
    Una serie de estudios que empezaron en la década de 1850 demostraron que el átomo posee una estructura interna, es decir, está formados por partículas aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas: electrones, protones yneutrones.
    Los electrones son partículas subatómicas, las cuales poseen una carga negativa. A principios de la década de 1900, se tenía claro que los átomos contienen electrones y son eléctricamente neutros. Dado que son neutros, cada átomo deberá tener igual número de cargas positivas que negativas para mantener su neutralidad eléctrica. Siendo así, se nombraron a las cargas positivas del átomo como protones.
    James Chadwick llevó a cabo una serie de experimentos que demostraron que existen partículas eléctricamente neutras con masa ligeramente mayor que la de los protones, las cuales llamó neutrones.
    Prof. Susana Martínez C.
  • 10. Simbología Nuclear
    NÚMERO ATÓMICO (Z)
    Indica la cantidad de protones en el núcleo de cada átomo de un elemento. En el átomo neutro, el número de protones es igual al número de electrones, de tal manera que el número atómico también indica el número de electrones presentes en un átomo cuando éste esta neutro. El elemento al cual pertenece un átomo se puede determinar a partir de su número atómico.
    No existen dos elementos en el universo que contengan igual cantidad de protones.
    El número atómico vendrá dado por la posición del elemento dentro de la Tabla Periódica.
    Prof. Susana Martínez C.
  • 11. Simbología Nuclear
    NÚMERO DE MASA (a)
    Es el número total de protones y neutrones presentes dentro del átomo de un elemento. A excepción del hidrógeno, todos los átomos contienen tanto protones como neutrones. En general, el número de masa esta dado por:
    Número de Masa = Cantidad de Protones + Cantidad de Neutrones
    y como se sabe por definición que Cantidad de Protones = Número Atómico, entonces se tiene que
    Número de Masa = Número Atómico + Cantidad de Neutrones
    El número de neutrones de un elemento es igual a la diferencia entre el número de masa y el número atómico, es decir
    Neutrones = A - Z
    Prof. Susana Martínez C.
  • 12. Simbología Nuclear
    La forma aceptada para anotar el número atómico y el número de masa de un átomo de un elemento X es:
    Número de Masa
    Número Atómico
    Prof. Susana Martínez C.
  • 13. Simbología Nuclear
    Ejemplo:indique el número de protones, electrones y neutrones en la siguiente especie:
    Solución a: Como podemos observar, el número atómico de la especie estudiada (Boro) es 5, lo cual indica que posee 5 electrones y 5 protones. Por otra parte tenemos que el número de masa es 11, entonces para determinar la cantidad de neutrones se hace
    Neutrones = A – Z
    = 11 – 5
    = 6
    Por tanto decimos que el boro posee 6 neutrones.
    Prof. Susana Martínez C.
  • 14. Isótopos
    En la mayoría de los casos no todos los átomos de un elemento dado tienen la misma masa. Por ejemplo, existen tres tipos de átomos de hidrógeno que difieren entre sí solo en su número de neutrones. Ellos son hidrógeno, con un protón y sin neutrones; deuterio, con un protón y un neutrón, y tritio, con un protón y dos neutrones. Los átomos que tienen el mismo número atómico pero diferentes números de masa se llaman isótopos.
     
    Así, para los isótopos de hidrógeno se escribe
    Las propiedades químicas de un elemento están determinadas principalmente por los protones y electrones de sus átomos; los neutrones no participan en los cambios químicos en condiciones normales. En consecuencia, los isótopos el mismo elemento tienen el mismo comportamiento químico; forman el mismo tipo de compuestos y presentan reactividad similar.
    HidrógenoDeuterioTritio
    Prof. Susana Martínez C.
  • 15. Iones
    Los protones (cargados positivamente) presentes en el átomo permanecen ahí durante las reacciones químicas, pero los electrones (cargados negativamente) se ganan o se pierden con facilidad. Cuando se agregan o pierden electrones a un átomo o molécula neutros, se forma una partícula llamada ión. Un ión con carga neta positiva se llama catión, un ión con carga neta negativa se llama anión.
     
    Concluimos que:
    • Ión átomo cargado, se forma por ganancia o pérdida de electrones
    • 16. Catión ión cargado positivamente, se forma como consecuencia de la pérdida de electrones por parte de un átomo
    • 17. Anión ión cargado negativamente, se forma como consecuencia de la ganancia de electrones por parte de un átomo
     
    En cualquier caso, las únicas partículas subatómicas que se ganan o se pierden son los electrones, la cantidad de protones de un átomo jamás varía independientemente de su carga.
    Prof. Susana Martínez C.
  • 18. Iones
    Ejemplo:Para cada caso, indique el número de protones, electrones y neutrones en cada una de las siguientes especies:
     
    Como ya sabemos, los valores a la izquierda del símbolo del elemento nos indican el número de masa y el número atómica, pero ahora también observamos un valor en la esquina superior derecha de la simbología nuclear, estos valores nos indican que el átomo no es neutro sino que posee carga.
     
    Solución a: Como podemos observar, el número atómico de la especie estudiada (boro) es 5, lo cual indica que posee 5 protones, luego al analizar su carga, la misma nos indica que es + 3, por tanto decimos que el boro perdió 3 electrones, quedando así cargado positivamente (catión)
    Electrones = Z – cantidad de carga
    = 5 – (+3)
    = 2
    Prof. Susana Martínez C.
  • 19. Iones
    Por otra parte tenemos que el número de masa es 11, entonces para determinar la cantidad de neutrones se hace
    Neutrones = A – Z
    = 11 – 5
    = 6
    Por tanto decimos que el posee 5 protones, 2 electrones y 6 neutrones.
     
    Solución b: En este ejemplo, el número atómico de la especie estudiada (carbono) es 6, lo cual indica que posee 6protones, luego al analizar su carga, la misma nos indica que es – 4, por tanto decimos que el carbono ganó 4 electrones, quedando así cargado negativamente (anión)
    Electrones = Z – cantidad de carga
    = 6 – (–4)
    = 10
    Prof. Susana Martínez C.
  • 20. Iones
    Por otra parte tenemos que el número de masa es 13, entonces para determinar la cantidad de neutrones se hace
    Neutrones = A – Z
    = 13 – 6
    = 7
    Por tanto decimos que el posee 6protones, 10 electrones y 7neutrones.
    Prof. Susana Martínez C.